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[Physik] Warum schillern CDs in buntem Farbmuster?

Guten Tag,

ich verstehe die folgende Aufgabe leider noch nicht so gut und freue mich sehr auf eure hilfreichen und leicht verständlichen Antworten.

Warum schillern CDs in buntem Farbmuster? 
A: Weil sie als Mehrfachspalt wirken
B: Weil CDs unter dem Lack bunt sind
C: Weil durch Unregelmäßigkeiten im Lack das Licht unterschiedlich gebrochen wird
D: Weil es zu chromatischer Aberration durch heterogene Dysplasien kommt
E: Weil die Folien mehrere Schichten aus verschiedenfarbigen Folien enthalten

In der Lösung sehe ich, dass Antwort A richtig ist:

Mehrfachspalt = Optisches Gitter
Die Antwort hat leider nichts mit Lichtbrechung durch die Plastikfolie der CD zu tun, wie von manchen behauptet, sondern mit Interferenzmustern durch die Rillen in den Spuren der CD.

Kann mir das vielleicht jemand erklären? Interferenz kenne ich bis jetzt nur von Schall, wo es bei Überlagerung von gleicher (phasengleicher) Wellen zur vollständig konstruktiven Interferenz kommt und bei zwei gleichen Wellen, welche um eine halbe Wellenlänge verschoben sind, zur vollständig destruktiven Interferenz (so funktionieren ja Noise-Cancelling Kopfhöher). Aber was sind Interferenzmuster in den Rillen in den Spuren der CD und wie können diese das Licht in buntem Farbmuster erscheinen lassen?

Wie das Licht bei einer CD gebrochen wird ist wahrscheinlich auch ganz anders als bei der Lichtdispersion mit einem Prisma, oder?

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Hat Licht eine unendliche Dichte?

Sagen wir eine kugelförmige Lichtquelle würde von seiner gesamten Oberfläche 1000 Photonen nach außen abstrahlen. Wenn es nach dem Teilchenmodell geht würde dabei der Abstand zwischen den 1000 Photonen mit zunehmender Ausbreitung immer größer werden, weil alle Photonen eine etwas andere Ausbreitungsrichtung besitzen. Man könnte auch sagen mit zunehmender Entfernung zur Lichtquelle würde das Licht immer stärker ausgedünnt werden. Doch ist es wirklich so?

Kann es passieren dass ab einer bestimmten Entfernung von der Lichtquelle, die ausgesandten Photonen so weit voneinander entfernt sind, das ein ausreichend weit entfernter Beobachter gar kein Photon mehr empfängt?

Wenn man bedenkt das wir Galaxien in einer Entfernung von über 10 Mrd. Lichtjahren sehen, frage ich mich wie hoch die Dichte an Photonen sein muss, damit auch in einer solchen Entfernung noch genug Photonen bei uns ankommen. Die Photonen Dichte muss dazu eigentlich extrem hoch sein um sich über solche gigantischen Räume auszubreiten und trotzdem noch dicht genug zu sein damit ein Beobachter in 10 Mrd. Lichtjahren Entfernung genug Photonen empfängt.

Also gibt es eine Entfernung von einer Lichtquelle ab der man aufgrund extremer Ausdünnung der Photonen gar keine Photonen mehr registriert oder verhält es sich mit dem Licht so dass nur die empfangene Energiemenge extrem niedrig wird aber niemals null? Demnach hätte das Licht aber eine Art unendliche Dichte an Photonen.

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Kann es zwischen zwei hintereinander angeordneten Licht Filtern (durch Reflektion) zu inteferenzen im Zwischenraum kommen?

Ich übernehme hier eine Skizze meiner letzten Frage:

Licht der ausgedachten Intensität 1 wird durch zwei hintereinander angeordneten filtern betrachtet, die jeweils 50% zurückwerfen.

Es zeigt sich, im Extremfall der puren Reflekion kommt bei kontinuierlicher Einstrahlung die Summe der Intensitäten der unendlichen, konvergierenden geometrischen Reihe I_gefiltert = 0,25 + 0,0625 + ... = 0,25/(1-0,25) = 33,33% am Auge an.

Bei purer Absorption kommt 0,5*0,5 = 25% durch, also ein wenig besser. In der Realität wird der Wert also irgendwo dazwischen liegen, hier geht es mir nur um den Effekt von extremfällen der Interferenz im zwischenraum der Filter und den Outcome bzw. wie sich das im schlimmsten Fall (höchster theoretischer Transmissionswert (%)) auf der Augenseite auswirkt.

Kann es passieren, dass es zwischen den Filtern zu konstruktiven und/ oder destruktiven Inteferenzen kommt? Wenn ja, wäre ich sehr dankbar wenn mir jemand berechnen könnte bei welchem theoretischen Extremfall die höchste Transmission zum Auge in diesem System besteht - gibt es einen Fall, der sogar mehr durchlässt wenn man Zwei Filter dieser Anordnung verwendet statt nur Einen, oder einen Fall, der gerade wieder so viel durchlässt, dass ein 2. Filter obsolet wird weil durch diese Anordnung mit 2 Filtern reflektierende Gegebenheiten + Interferenzen ein sehr ungünstiges Ergebnis entsteht?

(Meine Sonnenbrille hat zwei hintereinander angeordnete Lichtfilter, die jeweils zwischen 400-455nm einen gewissen Anteil zurückwerfen, wäre natürlich blöd, wenn an meinem Auge am Ende sogar mehr Intensität ankommt oder gerade wieder so viel, dass ein Filter nutzlos wird).

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Worin liegt der wesentliche Unterschied zwischen den magnetischen und den elektrischen Kräften?

Wenn ich im Internet recherchiere, bekomme ich oft zu lesen, dass der Unterschied darin liegt, dass die Anziehungskraft von Magneten auf die Pole gerichtet ist. Dahingegen weisen die Kräfte elektrischer Körper aus dem Zentrum heraus isotrop auf jeden Punkt ihrer äußersten Oberfläche. 

Die oft wiederkehrende Wiederholung zeigt mir, dass hier stur auswendig Gelerntes wiedergegeben wird, denn es findet immer dasselbe abstrakte Schema Anwendung, doch das Wesen dieses Unterschieds findet nur wenig Aufmerksamkeit, obwohl es in den Illustrationen klar in den Vordergrund rückt.  

So ähnlich und noch viel komplexer kannst du diverse Erklärungen finden, die dein Unwissen eher vertiefen als über den Unterschied aufzuklären. Abgesehen davon, dass manche Vorgänge auch noch völlig falsche Vorstellungen assoziieren, weil sie tatsächlich falsch dargestellt werden, was allein dem Showeffekt einer Animation geschuldet ist, aber keinesfalls einer wissenschaftlich plausiblen Erklärung nützt.   

So kann man alles zwar als Eselsbrücke gut verstehen, aber damit kann man nicht auf redundante Zusammenhänge schließen. Also: 

Hast du vielleicht eine einfachere, plausiblere Erklärung, worin der Unterschied zwischen den magnetischen Kräften und den elektrischen liegt? 

Denn z.B. die grafischen Erklärungen für eine elektromagnetische Welle nutzen diesen eklatanten Unterschied gerne für ihre Illustrationen – siehe z.B. Wikipedia und zwar auf ganz besonders irreführende Weise. 

Hier also nur die nicht animierte Darstellung:

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Magnetismus, Physik, elektrisches Feld, elektromagnetische Wellen, Magnetfeld